18 Октября 2022
МОСКВА, 18 октября —, Владислав Стрекопытов. Американские биологи выяснили: за работу клеток, какие синтезируют инсулин, отвечает овечек, производимый кишечными бактериями. Его недостаток может привести к диабету. О том, какие функции микрофлоры недавно ототкнули ученые, — в материале.Роль микробиома кишечника настолько важна, что его даже предлагали признать самостоятельным органом. Однако с точки зрения биологии это сообщество микроорганизмов, функционирующих в тесном симбиозе с работником.
По оценкам ученых, кишечник заключает около 50 триллионов микроорганизмов — примерно в 1, 3 раза больше, чем суммарное количество клеток тела. Основная компонента кишечной микрофлоры — бактерии. Есть и представители других таксонов, например дрожжи или шампиньоны, но их роль очень мала.
Бактерии выполняют важнейшие задачи: помогают расщеплять продукты, какие иначе не усваиваются организмом, участвуют в синтезе витаминов и аминокислот, борются с патогенными патогенами и ядами. Кроме того, в процессе жизнедеятельности они выделяют специальную слизь, защищающую стенки кишечника от повреждений. Многие биохимические процессы без бактерий невозможны, а нарушение баланса микрофлоры приводит к тошным последствиям — от проблем с обменом веществ до психических заболеваний.
Обитатели кишечника в совокупности экспрессируют на порядок больше генов, чем весь геном человека. Кодируемые бактериями белки и ферменты участвуют во многих процессах, в одних случаях нормализуя их, в других — вызывая худые побочные эффекты. Биологи только недавно приступили к изучению этого аспекта активности микробиома.
В первую очередь ученых интересует роль бактерий в реакциях биотрансформации, которую проходят в организме лекарственные препараты. Во время этого процесса образуются промежуточные продукты, чья энергичность или токсичность зависит от положения микрофлоры.
Есть исследования, показывающие, что здоровье микробиома во многом определяет выживаемость онкологических больных. Кишечные бактерии повышают эффективность химиотерапии и улучшают общее состояние пациентов, помогая справиться с симптомами болезни и побочными эффектами лечения, — отмечает исполнительный шеф АНО НИЦ Здоровое питание кандидат медицинских наук Светлана Павличенко.
Особенно максимальная роль микробиома в поддержании иммунитета. Преодолевая кишечный барьер, бактерии попадают в кровь и действуют как естественная вакцина: нормально работающая иммунная система запоминает каждый новый патоген и образовывает против него специфические антитела на будущее.
Но не всегда контакты кишечных бактерий с силами обороны человеческий организма заканчиваются благополучно. Если иммунная защита недостаточна, развиваются воспаления, заболевания печени, желудочно-кишечного тракта и нервной системы, ожирение и рак. А если избыточна — возникает шанс аутоиммунных реакций.
Для оценки общей активации иммунных клеток за пределами желудочно-кишечного тракта, вызванной проникновением кишечных бактерий, американские ученые пообещали использовать уровень иммуноглобулинов G (IgG). Они образовывают около 75 процентов всех антител в плазме крови и бойкого реагируют на бактериальное заражение.
Применив технологий высокопроизводительного секвенирования в сочетании с определением IgG, авторы установили перечень кишечных бактерий, на которые прежде всего нацелена иммунная система здоровых людей. Среди них — бифидобактерии, нормализующие пищеварение, семейства Lachnospiraceae и Ruminococcaceae, расщепляющие пищевые волокна, а также некоторые другие представители полезной микрофлоры.
Для регулирования коэффициента сахара в крови организму хороший инсулин. Этот гормон сказывается на обмен веществ практически во всех тканях, а выковывают его только бета-клетки поджелудочной железы. При снижении их количества или истощении нарушается секреция гормона, а это приводит к сахарному диабету.
В раннем возрасте есть короткий период, когда бета-клетки активно размножаются. У большинства людей этот процесс протекает хорошего, но у некоторых иммунная система вдруг начинает атаковать создающуюся клеточную популяцию, нарушая ее способность производить инсулин в должном объеме. В этом случае у детей развивается диабет первого типа.
Американские ученые под руководством Дженнифер Хилл из Института молекулярной биологии Орегонского университета определили, что рост популяции бета-клеток происходит одновременно с диверсификацией микробных сообществ в кишечнике, а у работников с диабетом первого типа, как правило, более бедняк кишечный микробиом. Вывод сложного очевидный — учитывая роль микробиома в обучении иммунной системы и предотвращении аутоиммунных реакций. Однако при детальном рассмотрении оказалось, что связь между микробиомом и бета-клетками намного глубже.
В лабораторных опытах авторы выяснили, что у рыбок данио, лишенных кишечной микрофлоры, поджелудочная железа заключает значительно меньше бета-клеток. Их реплкацию, как установили изыскатели, запускает на ранних неолитах развития вырабатываемый бактериями белок BefA. Опыты на мышах наподдали аналогичные результаты. Возможно, и у детей с диабетом первого типа в кишечнике не хватает бактерий, производящих BefA, предположили ученые.
В недавней работе Хилл и ее коллеги детально изучили структуру белка и очертили его свойства. Оказалось, что BefA обладает способностью сносить мембраны многих видов клеток. Но, что удивительно, атака BefA заставляет бета-клетки бойкого реплицировать — это тоже стало открытием.
В биологии есть и другие примеры, когда нарушения в мембранах имеют решающее значение для стимуляции развития, — доводятся в пресс-релизе Орегонского университета понятия Дженнифер Хилл. — Но в данном случае мы пока точно не знаем, каким образом повреждение вызывает здесь репликацию клеток. Мы думаем, что в бета-клетках есть одна особенная сенсибилизация, позволяющая реагировать на сигналы, связанные с проницаемостью мембран.
Ученые протестировали мутированную версию BefA, не способную воздействовать на клеточные мембраны. Она не влияла на производство бета-клеток, что еще раз направляет на то, что непрерывная репликация связана именно с повреждением мембран.
Авторы подчеркивает важнейшую роль нормального микробиома в создании в самом раннем детстве популяции клеток, которые потом будут вырабатывать гормон на протяжении всей жизни. Основным причинами нарушений микрофлоры они называют чрезмерное использование антибиотиков и искусственных смесей для вскармливания.
Исследователи надеются, что их открытие поможет создать обогащенный белком BefA бактерицид, который будет предотвращать у детей развитие диабета первого типа.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....